Аннотации статей. Том 54, 2018 г., № 5
МЕТОДЫ ПЦР ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ МУЛЬТИЛОКУСНОГО ПОЛИМОРФИЗМА ДНК У ЭУКАРИОТ, ОСНОВАННЫЕ НА СЛУЧАЙНОМ ПРАЙМИРОВАНИИ
Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа 450054; e-mail: kuluev@bk.ru
Представлен исторический обзор возникновения и совершенствования методов выявления мультилокусного полиморфизма ДНК, не требующих предварительного знания нуклеотидных последовательностей отдельных генов или всего генома эукариотических организмов. К первой группе таких методов относятся подходы, основанные на использовании праймеров с произвольной последовательностью (случайное праймирование). Другая группа методов выявления полиморфизма ДНК основана на применении праймеров, в состав которых входят короткие повторяющиеся последовательности, имеющие на 5'- или на З'-концах заякоривающие нуклеотиды, позиционирующие место отжига таких праймеров (микросателлитное праймирование). В основе еще одного способа выявления полиморфизма, не требующего знаний о последовательности ДНК, лежит расщепление тотальной ДНК комбинацией рестрикционных эндонуклеаз (случайное расщепление), сопровождаемое амплификацией с помощью ПЦР. Значительное внимание уделено перспективам использования данных подходов для обнаружения полиморфизма ДНК в виде перевода получаемых данных в цифровой формат и созданию единых баз данных для всех организмов, независимо от используемых методов.
DOI: 10.7868/S0016675818050016
ДЕТЕКЦИЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРИЙ РОДА Pseudomonas ИЗ МИКРОБНЫХ СООБЩЕСТВ ОЗЕРА БАЙКАЛ
1 Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск 664033; e-mail: * nlbelkova@gmail.com, ** e_dzuba@lin.irk.ru
2 Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека, Иркутск 664003
3 Иркутский государственный университет, кафедра физико-химической биологии, Иркутск 664003
Род Pseudomonas является одной из самых разнообразных и экологически значимых групп бактерий. Представители рода встречаются в большом количестве в микробных сообществах всех природных сред, в том числе в тесных ассоциациях с растениями и животными. Это универсальное распределение предполагает существенную степень их физиологических и генетических адаптации. В язвенных очагах на внешних покровах желтокрылки Cottocomephorus grewingkii (Dybowski, 1874) бактерии рода Pseudomonas детектированы молекулярными методами как доминирующая группа. Культивируемые Pseudomonas spp., изолированные как из язвенных очагов, так и водной толщи оз. Байкал, согласно рибосомной филогении, группировались в пределах внутриродовой группы IG P. fluorescens. Топология филогенетического дерева по гену поринового белка наружной мембраны OprF на уровне внутриродовых групп в целом совпадает с рибосомной филогенией, однако на уровне подгрупп отражает экологические особенности штаммов рода Pseudomonas. Скрининг детерминант патогенности позволил детектировать гены oprL, ecfX, fliC и algD в геномах штаммов Pseudomonas spp., изолированных из язвенных очагов рыб, и гены oprL и gyrB в штаммах, изолированных из воды.
DOI: 10.7868/S0016675818050028
СТРУКТУРНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ ВИРУЛЕНТНОСТИ И СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ Sinorhizobium meliloti
Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург—Пушкин 196608; e-mail: mroumiantseva@yandex.ru, genet@yandex.ru
Анализ структурного полиморфизма восьми генов клубеньковых бактерий S. meliloti (nodA, nodВ, nodC, nodH и betA, betB, betC, betB2), вовлеченных в контроль вирулентности и солеустойчивости (соответственно), проведен в природных популяциях из двух географически удаленных очагов разнообразия люцерны, расположенных на севере Кавказского генцентра культурных растений (СКГ) и в современном центре интрогрессивной гибридизации люцерны в Приаралье (ПАГ), подверженном засолению. Выявлены ПДРФ-типы (аллели) nod и bet генов как сходные с таковыми у референс-штамма Rm1021 (А-тип), так и отличные от них (дивергентные, или Д-тип) и изучены сочетания аллелей (анализ неравновесия по сцеплению; LD) А и Д типов указанных генов в обеих популяциях. Установлено, что аллели Д-типа nod-генов встречались в 2 раза чаще в популяции СКГ, тогда как в ПАГ таковые аллели чаще идентифицировали у bet-генов. При этом в популяциях превалировали разные аллели Д-типа как nod, так и bet-генов, например в случае генов пути метаболизма глицин-бетаина это были betC, betB2 – в СКГ и betB, betA – в ПАГ. В состоянии неравновесия по сцеплению было 60.7% сочетаний аллелей nod и bet генов у штаммов S. meliloti из СКГ и более чем вдвое меньше таковых в популяции ПАГ. Сделано заключение, что в популяции из СКГ преобладали клональные линии, тогда как популяция ПАГ имела панмиктическую структуру, в которой выявлены единичные клональные линии штаммов S. meliloti.
DOI: 10.7868/S001667581805003X
ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА YABBY1 У ДИКОРАСТУЩИХ ВИДОВ ТОМАТОВ
1 Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии»
Российской академии наук, Москва 119071; e-mail: michel7753@mail.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра биотехнологии, Москва 119991
Идентифицированы гены YABBY1 у культивируемого и 10 дикорастущих видов томата рода Solanum секции Lycopersicon. Проведен структурный анализ генов и кодируемых ими белков, сделано предположение о межвидовой функциональной консервативности YABBY1 у томата. Показано, что последовательность гена YABBY1 может быть использована для филогенетического разделения видов как на само- и перекрестноопыляемые, так и на зелено- и красноплодные. Выявлен значимый уровень экспрессии гена в плодах S. peruvianum, что может указывать на сохранение в оболочке плода абаксиальной ткани. Полученные результаты свидетельствуют о консервативности механизмов контроля полярности органов с участием YABBY1 в процессе эволюционной диверсификации и доместикации видов томата.
DOI: 10.7868/S0016675818050041
БРАЧНАЯ СТРУКТУРА, РЕПРОДУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И МУТАЦИИ ГЕНА GJB2 (Сх26) У ГЛУХИХ ЛЮДЕЙ В ЯКУТИИ
1 Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск 677027; e-mail: * gpromanov@gmail.com, ** barashkov2004@mail.ru
2 Якутский научный центр комплексных медицинских проблем, Якутск 677010
3 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090
4 Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск 630090
5 Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090
6 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450076
7 Башкирский государственный университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450076
Аутосомно-рецессивная глухота 1А типа (АРГ 1А), вызванная мутациями в гене GJB2 (Сх26), является основной причиной несиндромальной потери слуха во многих популяциях мира. Ранее было показано, что на ее широкую распространенность могла повлиять длительная традиция заключения ассортативных браков между глухими людьми (АБ), в сочетании с ростом их социальной адаптации и генетической приспособленности (genetic fitness), после широкого внедрения жестового языка. В настоящей работе впервые представлены данные о брачной структуре и параметрах репродукции глухих людей, проживающих в Якутии, в сопоставлении с данными о вкладе мутаций гена GJB2 в этиологию нарушений слуха. Мы показали, что, несмотря на некоторое снижение среднего числа детей у глухих индивидуумов по сравнению с их слышащими сибсами (1.76 ± 0.10 и 2.24 ± 0.09 соответственно, р = 0.0018), их относительная плодовитость (relative fertility) является достаточно высокой (0.78). Доля АБ между глухими людьми в Якутии составила 77.1% от всех браков с участием глухих (81 из 105 браков). Кроме того, у 42.2% (43 из 102) обследованных глухих были обнаружены биаллельные мутации в гене GJB2, что подтвердило у них диагноз АРГ 1А типа. При сопоставлении GJB2-генотипов брачных партнеров была выявлена доля «истинно» некомплементарных АБ (24%), в которых потеря слуха у обоих супругов была обусловлена мутациями гена GJB2 и в которых могут родиться только глухие дети. Таким образом, совокупность полученных данных – относительно высокая генетическая приспособленность (выраженная в плодовитости) глухих людей в Якутии в сочетании с высокой распространенностью их ассортативных браков и значительной частотой АРГ 1А типа – свидетельствует о вероятном ослаблении давления отбора против такого признака, как «глухота», и возможном росте частоты GJB2-мутантных аллелей в последующих поколениях.
DOI: 10.7868/S0016675818050053
АССОЦИАЦИЯ uVNTR-АЛЛЕЛЕЙ ГЕНА МАОА С СУБЪЕКТИВНОЙ ОЦЕНКОЙ БЛАГОПОЛУЧИЯ У МУЖЧИН
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: borinskaya@vigg.ru
2 Научно-исследовательский университет Высшая школа экономики, Санкт-Петербург 192171
3 Мичиганский университет, Анн Арбор MI 4810, США
Качество жизни, субъективные оценки собственного счастья и благополучия традиционно изучались психологами и социологами. Однако в последние годы появились исследования, показывающие, что эти оценки имеют генетическую составляющую. Оценка влияния наследственности на ощущение счастья и удовлетворенности жизнью на основе близнецовых исследований составляет 30–50%. Найдены отдельные гены, ассоциированные с этими признаками, однако результаты исследований довольно противоречивы. В данном исследовании у российских мужчин проведен анализ ассоциации аллелей гена МАОА, кодирующего моноаминоксидазу А, с такими составляющими удовлетворенности жизнью, как счастье, здоровье, опасность места проживания и уровень стресса, оцененными по опросникам во время проведения Всемирного исследования ценностей. Показано, что среди носителей аллеля uVNTR-3R ниже доля мужчин с высоким уровнем стресса, считающих себя несчастными и проживающих по их мнению в окружении опасности. Полученные результаты обсуждаются в рамках концепции «пластичности генов», дающей возможное объяснение изменению манифестации в различных условиях среды аллелей ряда генов, ассоциированных с поведением человека.
DOI: 10.7868/S0016675818050065
АССОЦИАЦИЯ ПОЛИМОРФНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ БИОГЕНЕЗА микроРНК С РАЗВИТИЕМ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
1 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054; е-mail: marina_berm@mail.ru
2 Башкирский государственный университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450076
МикроРНК в качестве эпигенетических регуляторов играют ключевую роль в прогрессии опухолей. Одним из механизмов дисрегуляции микроРНК могут быть нарушения в функционировании белков – участников процессинга микроРНК. Однонуклеотидные полиморфные варианты как в генах самих микроРНК, генах-мишенях, так и в генах участников процессинга малых РНК могут существенно влиять на регуляторную функцию микроРНК. Мы проанализировали 25 полиморфных вариантов в генах DROSHA/RNASEN, DGCR8, DICER1, ХРO5, RAN, PIWIL1/HIWI, AGO1/EIF2C1, AGO2, GEMIN4, GEMIN3/DDX20, DDX5, принимающих участие в процессинге микроРНК, на выборке 778 человек (417 пациенток с раком молочной железы и 361 здоровая женщина). Показано, что полиморфные локусы rs11060845 и rs10773771 в гене PIWIL1, rs3809142/RAN, rs10719/DROSHA, rs1640299/DGCR8, rs563002/DDX20, rs595055/AGO1 и rs2740348/GEMIN4 ассоциированы с развитием рака молочной железы у женщин русской этнической принадлежности.
DOI: 10.7868/S0016675818050077
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ ВЫДЕЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ ДНК С МАЛЫМ ВРЕМЕНЕМ ЛИЗИСА И ОТСУТСТВИЕМ СТАДИИ ПРЕЦИПИТАЦИИ
1 Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, кафедра биологической эволюции;
кафедра высших растений, Москва 119234; e-mail: krinitsina@mail.ru
2 Российский университет дружбы народов, Медицинский институт, Центр биотехнологических и биоинформационных исследований в медицине, Москва 117198; e-mail: omdeno@gmail.com
3 ООО «НекстБио», Москва 111394; e-mail: A. Konovalov@nexbio.ru
Выделение ДНК, хотя и является рутинной процедурой, может представлять трудности, поскольку хозяйственно важные растения часто содержат различные вещества, негативно влияющие на качество выделенной ДНК и ее пригодность для ПЦР. Мы сравнили результаты выделения ДНК из подсолнечника и различных видов луков при использовании нескольких протоколов выделения ДНК и коммерческих наборов, пригодных для использования в полевых условиях. Использование коммерческих наборов «МагноПрайм ФАСТ» и «МагноПрайм ЮНИ» позволяет значительно сократить время выделения за счет уменьшения времени лизиса и отсутствия стадии преципитации. Получаемые препараты ДНК пригодны для проведения ПЦР на участки ядерного генома, которые используют как для филогенетических, так и для популяционных исследований.
DOI: 10.7868/S0016675818050089
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 5 – 2018 г.
POPULATION GENETIC STRUCTURE OF WILD BOARS IN POLAND
Department of Ethology and Animal Welfare University of Life Sciences in Lublin, Lublin, Poland; e-mail: katarzyna.tajchman@up.lublin.pl
The analysis involved wild boars from the Lublin region, Warmia and Mazury, and Wielkopolska. The study material comprised muscle tissue samples collected from 100 wild boars. We analysed loci S0008, SW1129, SW986, SW1465, SW1492, SW1514, SW2532, SW461, SW841, SW2021, and SW2496 [1, 2]. The largest number of specific alleles, i.e. in six loci, was observed in wild boars from Warmia and Mazury; in turn, there were only two alleles in the group of wild boars from Lublin, and no alleles in individuals from Wielkopolska. The average value of the observed heterozygosity was Ho=0,51, and the average value of expected heterozygosity was He=0,63. PIC was another analysed indicator, with its lowest value determined for wild boars from the Wielkopolska region (0,53), and the highest value (0,62) was found for the animals from Warmia and Mazury. In the study population of wild boars, we also determined the FST index, which was 0,073, and Nm had a value greater than 3 (3,15); therefore, it can be concluded that the number of migrants per generation was 3. Both coefficients confirm the possibility of gene transfer and reproduction within and between the analysed populations of the wild boars. In our study, we observed a greater genetic distance between the wild boar populations from Wielkopolska and the Lublin and Warmia and Mazury regions in spite of the smaller geographical distance of these lands. This may be caused the less extensive network of ecological corridors as well as the occurrence of anthropogenic barriers e.g. large urban centres, an extensive network of roads, and the high volume of traffic in the direction of the capital.
10.1134/S1022795418050101
ISOLATION OF POLYMORPHIC RAPD-SSR MARKERS FROM XINJIANG ARCTIC GRAYLING (Thymallus arcticus grubei) AND A TEST OF CROSS-SPECIES AMPLIFICATION
1 College of Earth and Environment Science, Anhui University of Science and Technology, Huainan, China
2 College of Life Sciences and Technology, Xinjiang University, Urumqi, China; e-mail: yguoliu@163.com
3 Linyi Academy of Agricultural Sciences, Linyi, China; e-mail: liulingxiao2002@163.com
A total of 18 polymorphic microsatellite loci were isolated and characterized from RAPD products in the Xinjiang Arctic Grayling (Thymallus arcticus grubei). The number of alleles (Na) per locus varied from 2 to 10. Observed (Ho) and expected (He) heterozygosities ranged from 0.64 to 0.92, and from 0.63 to 0.88, respectively. Considerable differences were found among HBH, FH and FY populations in the number of alleles, effective number of alleles, number of genotypes at all of these loci. These new RAPD-SSR markers have provided a helpful tool for genetic analyses and resources conservation of T. arcticus grubei. Five additional fish species, Amur grayling (Thymallus grubii), Taimen (Hucho taimen), Sea perch (Lateolabrax japonicus), Lenok (Brachymystax lenok) and Red seam bream (Pagrosomus major) were assessed for cross-species amplification. Three of the five species showed at least one polymorphic locus. In addition, seven loci were found to be polymorphic in at least one species.
10.1134/S1022795418050113